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1、专题高效升级卷 ( 十) 热学、光学、原子物理( 时间:60 分钟满分:120 分)一、选择题 (每小题 6 分, 共 48 分。在每小题给出的四个选项中, 有的小题只有一个选项正确 , 有的小题有多个选项正确。全部选对的得6 分, 选不全的得 3 分, 有选错的或不答的得0 分)1.(2011 贵州五校第四次联考,14) 下列说法正确的是( ) 。A.15 7N+11H126C+ 24He是核聚变方程B.11H+ 12H 23He+是衰变方程C.92238U 90234 Th+24He是核裂变反应方程D.24He +1327Al1530 P+01n 是原子核的人工转变方程2.(2011 福建
2、厦门高中毕业班质检,14) 一半径为R的 1/4 圆柱体放置在水平桌面上, 柱体由某种玻璃材料制成。现有一束由两种单色光组成的复合光线, 平行于桌面射到柱体表面上,折射入柱体后再从竖直表面射出时分成两束单色A光和 B光, 如图所示。下列说法中正确的是( ) 。A.A 光在玻璃中的速度比B光在玻璃中的速度小B.若 A光和 B光分别从该玻璃中射入空气发生全反射时,A 光临界角较大C.若用同一装置进行双缝干涉实验,B 光相邻亮条纹间距较大D.A 光在玻璃中的波长比B光在玻璃中的波长小3.(2011 四川广元高三第一次诊断性考试,14) 下列说法正确的是( ) 。A.在完全失重的情况下, 密闭容器内的
3、气体对器壁顶部没有作用力B.一定质量的理想气体, 经等温压缩后其体积可能不变C.一定质量的理想气体, 当温度升高时它的内能一定增大D.盛有气体的容器做匀减速运动时, 容器中气体分子的平均动能随之减小4.(2011 湖北武汉高三二月调研考试,21) 放射性同位素电池是一种新型电池, 它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子( 射线、 射线 ) 与物质相互作用, 射线的动能被吸收后转变为热能 , 再通过换能器转化为电能的一种装置。其构造大致是:最外层是由合金制成的保护层 , 次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层, 第三层是把热能转化成电能的换能器, 最里层是放射性同位素。电池使用的三种放射性同位素的
4、半衰期和发出的射线如下表: 同位素90Sr 210Po 238Pu 射线半衰期28 年138 天89.6 年若选择上述某一种同位素作为放射源, 使用相同材料制成的辐射屏蔽层, 制造用于执行长期航天任务的核电池,则下列论述正确的是( ) 。A.90Sr 的半衰期较长, 使用寿命较长 , 放出的 射线比 射线的贯穿本领弱, 所需的屏蔽材料较薄B.210Po的半衰期最短, 使用寿命最长 , 放出的 射线比 射线的贯穿本领弱, 所需的屏蔽材料较薄C.238Pu的半衰期最长, 使用寿命最长 , 放出的 射线比 射线的贯穿本领弱, 所需的屏蔽材料较薄D.放射性同位素在发生衰变时, 出现质量亏损, 但衰变前
5、后的总质量数不变5.(2011 重庆渝东片区七校高三联考理科综合试题,17) 如图所示中气体为某种实际气体,其气体分子之间的作用力表现为引力, 气体被气缸和活塞所密闭, 现在活塞上方加上适量的细沙 ( 气体分子间作用力仍表现为引力), 而环境温度保持不变, 则在该过程对密闭在气缸中的实际气体所作的判断正确的是( ) 。A.该过程中该实际气体的内能不变B.该过程中该实际气体的分子势能Ep将增大C.该过程中该实际气体向外界放出了热量D.该过程中该实际气体对外做功, 从外界吸收了热量而保持内能不变6.(2011 浙江绍兴重点中学高三上学期期末考试,18) 凸透镜的弯曲表面是个球面, 球面的半径叫做这
6、个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上, 让红光从上方射入,如图所示, 则从上往下看凸透镜, 可以看到亮暗相间的圆环状红色条纹, 这些环状条纹叫做牛顿环。下列关于牛顿环的说法正确的是( ) 。A.牛顿环是凸透镜折射所造成的B.若改用紫光照射,则观察到的圆环状条纹间距变大C.若改用白光照射,则能够观察到彩色的圆环状条纹D.如果换一个表面曲率半径更大的凸透镜, 则观察到的圆环状条纹间距变小7.(2011 浙江绍兴重点中学高三上学期期末考试,16) 铀核裂变的产物是多样的, 其中之一的裂变方程为 :92235U+01nX+ 3894Sr+201n, 则下列叙述正确的是( ) 。A.X 原子
7、核中含有86 个中子B.X 原子核中含有141个核子C.因为裂变释放能量, 出现质量亏损, 所以裂变后总质量数减小D.上述裂变方程可以约去一个01n, 写成 :92235UX+3894Sr+01n 8.(2011 贵州高三适应性考试,17) 如图所示 , 一束复色光a 从空气中以入射角射向半球形玻璃砖球心O,在界面 MN上同时发生反射和折射, 分为 b、c、d 三束单色光 ,b 为反射光 ,c 、d为折射光。下列说法正确的是( ) 。A.d 光的光子能量小于c 光的光子能量B.d 光在玻璃中的波长大于c 光在玻璃中的波长C.入射角 逐渐增大时 ,b 光束的能量逐渐增强,c 、d 光束的能量逐渐
8、减弱D.若 c 光是氢原子从n=3 的能级向n=2 的能级跃迁时产生的, 则 d 光可能是氢原子从n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时产生的二、实验题 ( 本题共 2 小题, 共 18 分)9.(6分)(2011 四川南充高三第二次诊断性考试) 某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图甲所示 , 激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒, 感光片的位置上出现一排等距的亮点, 图乙中的黑点代表亮点的中心位置。图甲图乙(1) 通过量出相邻光点的距离可算出激光的波长,据资料介绍 , 若双缝的缝间距离为a, 双缝到感光片的距离为L, 感光片上相邻两光点间的距
9、离为b, 则光的波长 =?。该同学测得L=1.000 0 m,双缝间距a=0.22 mm, 用带 10 分度游标的卡尺测感光片上的光点间距时, 尺与点的中心位置如图乙所示。图乙中第一个光点到第四个光点的距离是mm 。实验中激光的波长 = m( 保留两位有效数字) 。(2) 如果实验时将红激光换成蓝激光, 屏上相邻两光点间的距离将。( 选填“变大”“变小”或“不变”) 10.(12分)(2011 重庆考前冲刺卷,22) 利用软木塞插针法测水的折射率实验步骤如下: 如图 , 取一厚度可忽略不计的圆形软木塞, 在它的圆心处插上一枚大头针, 让软木塞浮在水面上。调整大头针插入软木塞的深度, 使得从软木
10、塞周围向液体中观察, 恰好看不到大头针, 这是由于。需要测量的物理量A: ;B: ( 写出物理量符号和相应的物理意义) 水的折射率表达式n= 。( 用物理量符号表示) 三、计算题 ( 本题共包括 3 小题, 共 54 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤 , 只写出最后答案的不能得分。 有数值计算的题 , 答案中必须明确写出数值和单位 )11.(16分) 如图所示 , 用透明材料做成一长方体形的光学器材, 要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出, 那么所选的材料的折射率应满足什么条件? 12.(18分) 如图所示 , 相距为 d 的 A、B两平行金属板足够大, 板间电压为U,
11、一束波长为 的激光照射到B板中央 , 光斑的半径为r,B 板发生光电效应, 其逸出功为W 。 已知电子质量为m,电荷量为e, 求: (1)B 板中射出的光电子的最大初速度的大小; (2) 光电子所能到达A板区域的面积。13.(20分) 一半径为R的 1/4 球体放置在水平面上, 球体由折射率为3的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线, 平行于桌面射到球体表面上, 折射入球体后再从球体竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为3R/2。求出射角 。参考答案1.D 解析 : 根据题意 , 选项 A所示核反应为原子核的人工转变; 选项 B所示核反应为轻核聚变 ; 选项 C所示
12、核反应为衰变; 选项 D所示核反应为人工转变。由此可知本题只有选项D正确。2.B 解析 : 根据题图可知 : 在相同入射角条件下,A 光折射角大于B光, 由 n=sin?sin?可知玻璃对 A光折射率小 , 由 v=?可知 A光在玻璃中传播速度大, 再由 C=arcsin1?可知 A光临界角较大,选项 A错误 ,B 正确。 A光折射率小 , 则波长 较长 , 由x=?可知选项C说法错误。 A光折射率较小 , 其频率也小 , 而其在玻璃中传播速度大于B光, 可知 A光在玻璃中波长大于B光,选项 D错误。3.C 解析 : 根据气体压强的微观解释易知选项A错误。一定量理想气体等温压缩后其体积一定减小
13、 , 选项 B错误。对一定量的理想气体,由于不计分子势能, 则温度升高使气体分子平均动能增大 , 可知其内能一定增大, 选项 C正确。气体分子平均动能是指其做无规则热运动的平均动能 , 与气体所在容器宏观运动速度无关,可知选项D说法错误。4.CD 解析 : 原子核衰变时放出高速运动的射线, 这些射线的能量来自原子核的质量亏损, 即原子核反应前后质量减小, 但质量数不变,D 对; 从表格中显示Sr 的半衰期为28 年、Po的半衰期为138 天、Pu 的半衰期为89.6 年 , 故 Pu的半衰期最长, 其使用寿命也最长,射线的穿透能力没有 射线强 , 故较薄的屏蔽材料即可挡住射线的泄漏 ,C 对。
14、5.C 解析 : 以活塞为研究对象分析可知p0S+mg=pS,当加上细沙后气体压强增大, 体积将减小 , 外界对气体做功, 由于分子间始终表现为引力, 故在体积减小过程中引力做正功, 分子势能减小 ,而气体温度不变, 分子动能不变 , 故实际气体内能减小, 选项 A、B、D均错误 ; 此过程中外界对气体做功而总内能减小, 故一定对外放出了热量, 选项 C正确。6.C 解析 : 牛顿环是球面下表面和玻璃上表面的反射光发生干涉现象而形成的, 即空气薄膜干涉 ,选项 A错误 ; 由于红光波长大于紫光波长, 由干涉条纹间距正比于波长可知紫光条纹间距变小 , 选项 B错误 ; 若换用曲率半径大的凸透镜,
15、 则中间空气膜变薄, 则光程差恒定为波长整数倍的位置间距变大, 即条纹间距变大, 选项 D错误 ,C 正确。7.A 解析 : 核反应方程满足电荷数和质量数守恒, 故 X的核子数为M=235+1-94-2=140,电荷数 Z=92-38=54, 中子数 N=M-Z=86,故选项 A正确 ,B、 C错误 ; 裂变反应需要中子进行轰击,故不能约去一个中子, 选项 D错误。8.AB 解析 : 复色光沿直线进入介质, 在 MN界面 b 发生了全反射 ,c 、d 发生了折射 , 且 c光偏折程度大于d 光, 故 ncnd,b 光临界角最小, 最先发生全反射, 由 sin C=1?知,nb最大 , 故nbn
16、cnd, 频率关系 bcd, 波长关系 bEd, 氢原子从n=4 跃迁到 n=2 辐射的能量大于能量n=3 跃迁到 n=2 辐射的能量 , 故选项 D错误。9. 答案 :(1)8.5 6.2 10-7(2) 变小解析 :双缝干涉测波长的原理是x=? ?, 此题中 =?,10 分度游标卡尺精度值为0.1 mm, 故此时读作8.0 mm+50.1 mm=8.5 mm, 代入 =?=6.2 10-7m。红光波长大于蓝光, 故亮点间距将变小。10. 答案 : 光线发生了全反射圆形软木塞的半径R 大头针在水面下的长度h ?2+ ?2?解析 :从软木塞周围向液体中观察, 看不到大头针是因为大头针顶端的光线从水中射入空气中时发生了全反射现象。如图所示, 只需测出圆形软木塞的半径和大头针在水下部分的长度即可求出临界角的正弦值 , 根据 n=1 sin?可求得折射率。根据n=1 sin?
